小车自动往返的PLC控制设计

1   项日内容和适用场合    在自动化生产线上，有些生产机械的工作台需要按一定的顺序实现自动往返运动，并且有的还要求在某些位置有一定的时间停留，以满足生产工艺要求。例如运料的小车、钻床的刀架、万能铣床的工作台等。为了实现对这些生产机械的自动控制，就要确定运动过程中的变化参量，一般情况下为行程和时间，通常采用的是行程控制。用PLC程序实现运料小车自动往返顺序控制，不仪具有程序设计简易、方便、可靠性高等特点，而且程序设计方法多样，便于不同层次设计人员的理解和掌握。2    控制要求    运料小车自动往返顺序控制系统示意图，如图6-7所示，小车在起动前位于原位S01处，一个工作周期的流程控制要求如下：    1)按下起动按钮SB1，小车从原位SQ1装料，10s后小车前进驶向SQ2位，到达s02后停8s卸料并后退；    2)小车后退到原位SQ1继续装料，10s后小车第二次前进驶向SQ3位，到达SQ3位后停8s卸料并再次后退返回原位SQ1，然后开始下一轮循环工作；    3)若按下停止按钮SB2，需回到起始位置SQ1后才停止工作；    4) SQ1、S02和SQ3三个地方都有限位开关。
    图6-7    运料小车的运行图3    设计方案    很显然，运料小车的动作是靠电动机来带动的，小车的前进与后退，对应着电动机的正转与反转，那么在这个项目中PLC对变频器的控制，主要就体现在正、反转的控制上，但是在正反转的起动与停止的条件上，不再是利用一般的按钮去起动和停止，而是利用行程开关和时问继电器。PLC与变频器的连接图如图6-8所示。
    图6-8    PLC控制变频器实现运料小车自动往返4   PLC的I/O地址分配    根据控制要求和硬件电路图，设计PLC的I/O地址分配表见表6-3。    表6-3    运料小车PLC I/O分配表
5   PLC控制程序设计    本项目虽然在硬件电路上和电动机的正反转控制没有本质的区别，但是在软件设计上却比正、反转复杂得多，它是融合了电动机正、反转和定时器的顺序控制，在编程的时候就要将这两个方面巧妙结合。大致可以将本项目根据工作顺序分成7个小模块。各个模块的梯形图程序及控制过程分析如图6-9~图6-14所示。    1)变频器得电、断电的控制过程分析：如图6-9所示，按下起动按钮SB1，接触器线圈KM得电，变频器运行并自锁。当按下停止按钮SB2后，停止辅助位B3：0/1断开，然后当小车运行到SQ1处（SQ1行程开关动作，常闭触点断开），这时会使变频器断电；按下起动按钮同时给计数器C5:0复位。
    图6-9    变频器得电断电控制
    图6-10    在SQ1处装料    2)在SQ1处装料的控制过程分析：如图6-10所示，变频器得电以后，由于小车停在SQ1处，导致SQ1常开触头闭合，起动定时器T4:0定时10s，同时开始给小车装料。    3)小车朝SQ2或SQ3前进的控制过程分析：如图6-11所示，装料完毕，同时T4:0定时10s完成，起动小车从SQ1处出发前进；在小车离开SQ1时，SQ1行程开关的常闭触头闭合，计数器C5:0加1。    当第一次前进到SQ2时，SQ2的常闭触头断开，小车停止前进。    当第二次前进到SQ2时，计数器C5:0计数到2，它的完成位常开触头闭合，所以即使SQ2的常闭触头断开，小车仍然能够继续前进。    当小车前进到SQ3时，SQ3的常闭触头断开，小车停止前进。    4)在SQ2或SQ3处卸料的控制过程分析：如图6-12所示，小车前进到SQ2或者SQ3时，停止前进，同时启动定时器T4:1或T4:2定时8s，开始卸料。
    图6-11    小车朝SQ2或SQ3前进
    图6-12    在SQ2或SQ3处卸料    5)小车后退时的控制过程分析：如图6-13所示，T4：1或T4：2定时时间到（卸料完毕），起动小车后退。当后退到SQ1时，SQ1常闭触点断开，小车停止后退。如果是在SQ3处卸料，则T4：2定时8s完成后，完成位常开触点闭合，使计数器C5:0的累加值复位为零，为下一周期计数做准备。    6)变频器断电时的控制过程分析：如图6-14所示，按下停止按钮SB2，停止辅助位B3：0/1得电并自锁。
    图6-13    小车后退
    图6-14    变频器断电6   变频器的参数设置    该项目中的参数设置基本和正、反转控制项目中一样，见表6-4。    表6-4    变频器的参数设置
7   接线运行    1)按图6-8所示进行接线并检查接线是否正确无误；    2)运行RSLogix500软件，参考图6-9~图6-14输入PLC梯形图程序并下载到PLC内；    3)书面拟定试车顺序和方案，并能说明制定方案的理由；做好试车操作人员和记录人员的分工，做好试车书面记录内容和格式准备；经教师检查无误后试车运行；    4)分析结果并清理现场。